JP2017154185A

JP2017154185A - 締結装置

Info

Publication number: JP2017154185A
Application number: JP2016036709A
Authority: JP
Inventors: 恒貴越智; Tsunetaka Ochi; 由紀夫小▲崎▼; Yukio Ozaki
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2017-09-07

Abstract

【課題】締結部材の締め付けトルクよりも戻しトルクを大きくすることができる締結装置を提供する。【解決手段】締結装置１は、モータ駆動によって正転及び逆転駆動される駆動軸１０と、駆動軸１０に同軸に配置される第１トルク部材１１，第２トルク部材１２，第１駆動ギヤ１３，第２駆動ギヤ１４を備え、第１駆動ギヤ１３を経由したトルクと第２駆動ギヤ１４を経由したトルクが選択的に伝動される伝動ギヤ２１と、伝動ギヤ２１を介して伝動されたトルクによって駆動される作用部３０を備え、第２トルク伝動部材１２は、駆動軸１０の逆転時のみ、駆動軸１０のトルクを第２駆動ギヤ１４に伝動し、第１トルク部材１１が伝動できる制限トルクに対して第２トルク部材１２が伝動できる制限トルクが大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、ねじなどの締結部材を締め付ける締結装置に関するものである。

ねじなどの締付部材を締め付けるモータ駆動の締結装置が知られている。下記特許文献１に記載された従来技術は、モータの回転方向を正逆切り換える切り換えスイッチを備え，ハンマの外周に一方向クラッチを介して予備ハンマを配置し、モータの回転を正逆切り換えることで、ハンマと予備ハンマとを連結したり、連結を解除したりして、ハンマ単独の慣性モーメントとハンマと予備ハンマとを連結したときの慣性モーメントの違いによって、発生トルクを異ならせるものである。

特開平７−５２０６２号公報

ねじなどの締め付け・戻しトルクは、理論的には、一つのねじでは締め付けトルクに対して戻しトルクが小さいことが知られている。しかしながら、実際の締め付け・戻し作業では、締め付け時の締め付け部材や座面の変形、摩擦抵抗の方向性などによって、締め付けトルクに対して戻しトルクが大きくなってしまうことがある。このような場合には、締め付け・戻し作業を繰り返し行うことが必要な場合などに、良好な作業性が得られない問題がある。

このような問題は、回転軸の正転時と逆転時で発生トルクを異ならせることで解決可能である。しかしながら、従来技術のように、ハンマと予備ハンマを設ける構成では、装置コストが高くなる問題がある。また、回転軸を回転させた際の慣性モーメントの違いによって発生トルクを異ならせているので、締め付けトルクを大小させることは可能であっても、戻しトルクを大きくさせることは困難な構造になっている。

このような課題を解決するために、本発明による締結装置は、以下の構成を具備するものである。

モータ駆動によって正転及び逆転駆動される駆動軸と、前記駆動軸に軸支される第１トルク伝動部材と、前記駆動軸に軸支されて前記第１トルク伝動部材に結合する第１駆動ギヤと、前記駆動軸に軸支される第２トルク伝動部材と、前記駆動軸に軸支されて前記第２トルク伝動部材に結合する第２駆動ギヤと、前記第１駆動ギヤを経由したトルクと前記第２駆動ギヤを経由したトルクが選択的に伝動される伝動ギヤと、前記伝動ギヤを介して伝動されたトルクによって駆動され、締結部材を回転する作用部とを備え、前記第２トルク伝動部材は、前記駆動軸の逆転時のみ、前記駆動軸のトルクを前記第２駆動ギヤに伝動し、前記第１トルク部材が伝動できる制限トルクに対して前記第２トルク部材が伝動できる制限トルクが大きいことを特徴とする締結装置。

本発明の実施形態に係る締結装置の一例を示す説明図である。本発明の実施形態に係る締結装置の他の例を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る締結装置の一例を示している。締結装置１は、モータＭによって正転及び逆転駆動される駆動軸１０と、駆動軸１０に同軸に軸支される第１トルク伝動部材１１、第２トルク伝動部材１２、第１駆動ギヤ１３，第２駆動ギヤ１４を備えている。

図示の例では、駆動軸１０は、一端側がモータＭの回転軸に結合され、他端側は軸受１５に軸支されている。モータＭは、フレームＦに支持されており、軸受１５は、フレームＦの支持部Ｆ１に取り付けられている。

また、図示の例では、フレームＦに伝動軸２０が軸支されており、伝動軸２０に伝動ギヤ２１，２２が取り付けられている。伝動軸２０は、一端が軸受２３を介してフレームＦに軸支され、他端が軸受２４を介してフレームＦの支持部Ｆ２に軸支されている。

さらに、図示の例では、作用軸（作用部）３０がフレームＦに軸支されている。作用軸３０には伝動ギヤ３１が取り付けられ、作用軸３０の中間部は軸受３２を介してフレームＦに軸支され、一端は、軸受３３を介して支持部Ｆ１に軸支されている。この例では、駆動軸１０と作用軸３０が同軸上に配置されている。

ここで、駆動軸１０に軸支される第１トルク伝動部材１１は、第１駆動ギヤ１３と結合しており、駆動軸１０のトルクを制限トルクの範囲内で第１駆動ギヤ１３に伝動するものであり、各種構造のトルクリミッタによって構成することができる。第１トルク伝動部材１１は、駆動軸１０の正転時と逆転時の両方で、駆動軸１０のトルクを第１伝動ギヤ１３に伝動する。

また、駆動軸１０に軸支される第２トルク伝動部材１２は、第２駆動ギヤ１４と結合しており、駆動軸１０の一方向回転のトルクのみを制限トルクの範囲内で第２駆動ギヤ１４に伝動するものであり、ワンウェイクラッチを組み込んだトルクリミッタによって構成することができる。

伝動ギヤ２１は、駆動軸１０からのトルクが第１駆動ギヤ１３を経由して伝動されるか、第２駆動ギヤ１４を経由して伝動されるか選択できるように配置されている。ここでは、第１トルク伝動部材１１と第２トルク伝動部材１２の機能によってその選択がなされ、伝動ギヤ２１は、近接配置された第１駆動ギヤ１３と第２駆動ギヤ１４に常時係合している。ここでの第１駆動ギヤ１３と第２駆動ギヤ１４は、同径同歯数で構成されている。

そして、締結装置１は、第１トルク伝動部材１１が、駆動軸１０の正転時と逆転時の両方で、駆動軸１０のトルクを第１駆動ギヤ１３に伝動し、第２トルク伝動部材１２が、駆動軸１０の逆転時のみ、駆動軸１０のトルクを第２駆動ギヤ１４に伝動するものであって、第１トルク部材１１が伝動できる制限トルクに対して第２トルク部材１２が伝動できる制限トルクを大きく設定している。

このような締結装置１を用いた締結部材の締め付け・戻し作業を説明する。ここでは、駆動軸１０を正転駆動することで、締結部材の締め付けを行い、駆動軸１０を逆転駆動することで、締結部材の戻し（緩め）を行う。締め付け作業を行う際には、モータＭによって駆動軸１０を正転駆動すると、駆動軸１０のトルクは、第１トルク伝動部材１１を介して第１駆動ギヤ１３に伝動され、そこから伝動ギヤ２１、伝動軸２０、伝動ギヤ２２、伝動ギヤ３１を経由して、作用軸３０に伝えられる。これにより、締結部材の締め付けトルクは、第１トルク伝動部材１１の制限トルクになる。

これに対して、締め付け部材の戻し（緩め）作業を行う際には、モータＭによって駆動軸１０を逆転駆動すると、駆動軸１０のトルクは、第２トルク伝動部材１２を介して第２駆動ギャ１４に伝動され、そこから伝動ギヤ２１、伝動軸２０、伝動ギヤ２２、伝動ギヤ３１を経由して、作用軸３０に伝えられる。これにより、締結部材の戻しトルクは、第２トルク伝動部材１２の制限トルクになる。締結装置１は、第１トルク部材１１の制限トルクに対して第２トルク部材１２の制限トルクを大きく設定しているので、締め付けトルクに対して戻しトルクが大きく設定される。

以上の説明では、駆動軸１０の正転によって、作用軸３０が締結部材を締め付け、駆動軸１０の逆転によって、作業軸３０が締結部材を緩めるように対応されているが、その逆に、駆動軸１０の逆転によって、作用軸３０が締結部材を締め付け、駆動軸１０の正転によって、作業軸３０が締結部材を緩めるように対応させることもできる。この場合には、締め付けトルクに対して戻しトルクを小さく設定することができる。

図２は、本発明の実施形態に係る締結装置の他の例を示している。前述した実施形態と同一部位には同一符号を付して重複説明を省略する。この例では、フレームＦの支持部Ｆ３に、軸２０Ａを介して、第１駆動ギヤ１３と第２駆動ギヤ１４に常時係合する伝動ギヤ２１Ａが配置されている。伝動ギヤ２１Ａは、支持部Ｆ３に軸支される伝動ギヤ２２Ｂに係合している。伝動ギヤ２２Ｂを回転させることで、作用部３０Ａが回転して、被固定部材Ｌの位置決めを行う。

この例の締結装置１は、作用部３０Ａが一方向に回転すると、被固定部材Ｌの外周への締め付けがなされて、被固定部材Ｌが支持部Ｆ３に固定される。これに対して、作用部３０Ａが他方に回転すると、被固定部材Ｌの外周への締め付けが緩んで、被固定部材Ｌを支持部Ｆ３に対して位置調整できるようになる。

このような締結部材１においても、駆動軸１０の正転時に作用部３０Ａの締め付けを行い、駆動軸１０の逆転時に作用部３０Ａの戻し（緩め）を行うことで、作用部３０Ａの締め付けを緩める戻しトルクを、作用部３０Ａの締め付けトルクより大きくすることができる。これによって、繰り返し作用部３０Ａの締め付け・戻し作業を行って、被固定部材Ｌの位置決めを行う場合に、作業を円滑に行うことが可能になる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：締結装置，１０：駆動軸，
１１：第１トルク伝動部材，１２：第２トルク伝動部材，
１３：第１駆動ギヤ，１４：第２駆動ギヤ，
１５，２３，２４，３２，３３：軸受，２０：伝動軸，２０Ａ：軸，
２１，２１Ａ，２２，２２Ｂ，３１：伝動ギヤ，
３０：作用軸（作用部），３０Ａ：作用部，
Ｍ：モータ，Ｆ：フレーム，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３：支持部，Ｌ：被固定部材

Claims

モータ駆動によって正転及び逆転駆動される駆動軸と、
前記駆動軸に軸支される第１トルク伝動部材と、
前記駆動軸に軸支されて前記第１トルク伝動部材に結合する第１駆動ギヤと、
前記駆動軸に軸支される第２トルク伝動部材と、
前記駆動軸に軸支されて前記第２トルク伝動部材に結合する第２駆動ギヤと、
前記第１駆動ギヤを経由したトルクと前記第２駆動ギヤを経由したトルクが選択的に伝動される伝動ギヤと、
前記伝動ギヤを介して伝動されたトルクによって駆動され、締結部材を回転する作用部とを備え、
前記第２トルク伝動部材は、前記駆動軸の逆転時のみ、前記駆動軸のトルクを前記第２駆動ギヤに伝動し、
前記第１トルク部材が伝動できる制限トルクに対して前記第２トルク部材が伝動できる制限トルクが大きいことを特徴とする締結装置。
前記第１駆動ギヤと前記第２駆動ギヤは、同径同歯数で近接配置され、前記伝動ギヤは、前記第１駆動ギヤ及び前記第２駆動ギヤに常時係合していることを特徴とする請求項１記載の締結装置。
前記作用部は、前記駆動軸の正転時に締結部材の締め付けを行い、前記駆動軸の逆転時に締結部材の戻しを行うことを特徴とする請求項１又は２記載の締結装置。